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現代生物技術論文:環境監測現代生物技術論文
1PCR技術
PCR技術是一種將特異性DN段在體外合成方法，也是聚合酶鏈式反應。通過PCR技術，環境中的有害生物，包括病毒，病原菌等都可以被監測到。過程主要包括分析與監測PCR擴增產物、PCR擴增靶序列、提取模板核酸等。不僅如此，環境中的特異性種群也都可以通過PCR進行監測，甚至基因表達都可以以之來測定。同時，PCR也可以用來對環境中基因工程菌株進行跟蹤監測。
2生物發光監測技術
大自然非常神奇，各種各樣的生物都有。而在其中有些昆蟲會發出亮光，比如螢火蟲。其實不止螢火蟲等昆蟲，包括真菌、細菌等在內的許多生物也都可以發出亮光。這些細菌天生對土壤中的重金屬敏感，會根據重金屬的多少而發出強弱程度不同的光。只需要通過判斷其放射熒光的強度便可以對其所處環境的污染程度完成監測。較之常規監測方法，生物發光監測技術具有監測方便、快速、特異性強、靈敏度高等特點。
3生物酶技術
3.1處理功效高
生物酶技術利用微生物和酶結合，極大地提高了其處理污染的效率，較之通常的化學和生物方法，生物酶技術可對有機物進行快速降解，速度得到極大提升，是傳統方法的百倍。將生物酶技術應用到污染物之后，可迅速祛除污染物的臭味，同時也能對水質進行凈化處理，甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。這也是有些洗衣粉品牌在廣告語中強調酶含量的原因所在。
3.2適應性更廣
生物酶技術通過微生物和酶的結合，大幅度增加了微生物對環境的適應性，使得微生物可以在多種生存條件下得以生存并逐漸適應多種溫度和pH值范圍。如此一來，微生物便可以在低氧環境中也能有效發揮作用。
3.3更有針對性
生物酶技術現在擁有多個研究配方，甚至多達四十多種。可在不同領域、不同用途和不同的污染環境中廣泛使用；即使碰上處理不了的，也可根據具體治理對象的具體情況，專門研發出針對性的、具效力的配方。
3.4治理成本低
生物酶技術產品投入資本小，但治理效果卻十分顯著。無需花高價購買地皮建廠，也不必購置大型儀器，在綜合治理成本上有著明顯優勢，非常值得采用。
3.5純綠色環保
當今環保意識已逐漸滲透到每個人們的心中，綠色產品成為人們普遍關注的焦點。而生物酶技術產品由純天然菌種和酶復合后生成，在它的成分內既無轉基因，也不包含任何的化學物質，也自不會給環境造成二次污染，是一種生物技術在環境保護應用上非常值得大力推廣的環測方法。
4生物芯片技術
生物芯片技術起源于速測試試條發明后的次年，亦即1995年，通過這項技術，數以萬計的基因的表達情形都可以被自動且迅速地監測出來。依照固定于芯片上的探針種類的不同，生物芯片可分為基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片以及組織芯片等。近日，國外的一個博學生物學家通過不斷研究，發明了一種新的，獨特的，可提供更多基因信息的組織芯片和細胞芯片。較之基因芯片或蛋白芯片，組織芯片可提供的信息更為龐雜，對于環境監測而言更為有用。因此許多環境科學家逐漸意識到了生物芯片技術的強大，并將之引入到環境科學研究中來。在科學技術較為發達的西方國家，他們基因學研究的新趨向便是基于生物芯片技術的環境基因學。作為科學技術稍顯落后的我國，在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在國家自然基金委與科技部都對這項新興技術予以大力支持，并將之列入了前沿課題項目中，相信在不久的將來，我國的生物芯片技術也會取得非常成就。
5生物傳感器技術
電子科技技術研發的不斷深入、以及生物技術的研究的持續發力，使得生物傳感技術應運而生，并獲得人們的逐漸認可。它的特點在于高度集成化、微型化和自動化，能夠快而有效地幫助環境監測進行有害物質分析。不僅常被用于環境監測，在食品工業與生物醫藥領域也都應用廣泛。生物傳感器通常由轉換器和敏感材料（分子識別單元）倆個部分構成，其特點為:測定速度快、成本低、且操作簡便。相信在未來會被廣泛應用于環境監測中去，會大有所為。
6結語
近年來，現代生物技術在環境監測中的應用逐步增多，盡管受限于其方法和生物材料的來源，存在一定的問題，但都會在未來逐一被解決。筆者堅信現代生物技術在未來將對環境監測以及其他應用方面起到不可替代的作用，也將給我國的環境保護貢獻力量。
作者：李菁華 單位：貴州省黔南州環境保護監測站
現代生物技術論文:現代林業生物技術論文
1林木組織培養育苗
林木組培培養是采用林木的器官和組織作為外植體進行苗木快速繁殖的技術，目前可以通過組織培養繁殖的木本植物多達120余種，并且逐年在增加。美國1978年已經使用火炬松組培苗進行小范圍造林，1983年其里格斯苗圃林木組培苗的生產規模就達到100萬株，德國、法國、加拿大和巴西等國家對云杉、楊樹、桉樹等樹種的組培方面也進行了較為系統的研究，并投入了工廠化生產。我國于20世紀70年代開始了林木組織培養研究。通過科研工作者的不懈努力，先后分別有楊樹、桉樹、馬尾松、泡桐、杉木、濕地松、馬褂木、柚木和桑樹等樹種通過組織培養成功獲得再生植株。目前，我國的林木組織培養育苗研究已從實驗室研究進入工廠化生產階段，分別華北和華南建立了具有國際先進水平的組織培養育苗工廠，僅中國林業科學院在湛江的南方桉樹中心，年產桉樹組培苗就達到300萬株。
2林木轉基因育種
基因工程是生物技術五大工程之一，是生物技術的核心，基因工程育種的原理是將目的基因片段整合到到相應的受體植物細胞的染色體中，改變受體植物的DNA組成，進而改變林木自身的相關性狀，產生新的有利性狀，轉基因為林木遺傳改良提供了一條全新的途徑。基因工程技術與常規雜交育種和純合育種相結合，可以大大縮減育種周期，加快林木育種進程，可以有效打破遠緣雜交不親和的生殖隔離障礙，創造新物種和選育新品種，對品質人工林的營造和生態環境保護具有重要意義。近年來，基因工程在林木育種工作中開始大量應用，其中主要技術有基因片段的分離與鑒定、植物細胞遺傳轉化和轉基因植株的鑒別等。目前我國的林木基因工程育種研究取得了較大進展，已經有幾十種樹木如楊樹、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻櫟、桉樹、蘋果、羅威云杉等先后進行了基因工程研究，已經獲得轉基因植物的有楊樹、核桃、柳樹、松樹、蘋果、李和葡萄等。研究領域主要有抗病蟲害、抗除草劑、抗逆性、花色花期調控等基因，其中抗蟲基因工程已經取得突破性進展，培育的抗蟲轉基因楊樹新品種已實現商品化生產。
3林木分子標記輔助育種
遺傳標記是指能穩定遺傳，容易識別的遺傳學特征，包括形態特征、細胞學特征、生化特征和分子標記等。分子標記是在分子生物學基礎上發展起來的一項技術，已經廣泛應用于生命科學研究的各個領域，由于DNA分子具有多態性，能體現生物的基因特征，常作為分子標記的遺傳標記。目前，在林木育種工作中用的分子標記手段主要有4種，分別是限制性片段多性（PFLP）、隨機擴增多態性（RAPD）、擴增性片段多態性（AFLP）和簡單重復序（SSR）等。在林木遺傳改良中，分子標記主要用于種質鑒定、遺傳多樣性分析、遺傳連鎖圖譜構建、分子標記輔助選擇、)重要經濟性狀基因定位等方面。目前，借助分子標記技術，楊樹、桉樹、松樹等主要經濟樹種已經建立了遺傳圖譜，通過遺傳圖譜能識別遺傳標記的具體位置，可以對樹高、胸徑、材積、干形等指標進行定位研究，遺傳圖譜對林木育種工作有極大的促進作用，有利于優良品種的定向選育與培養。隨著分子標記技術的發展和應用成本的不斷降低，作為一種行之有效的遺傳標記，在現代林木遺傳育種研究中發揮著越來越重要的作用。
4林木次生代謝物質生產
植物通過次級代謝途徑產生的物質稱為次生代謝產物，并非生命活動所必須。采用植物細胞培養技術，利用生物反應器將林木細胞排泄到液體培養基中的次生代謝物質，然后使用生物技術的方法將其分離和純化，可以用于制藥、生產化妝品和染料。目前使用細胞培養技術生產的次生代謝物質有藥物成分、生物堿、活性肽、色素和香精等，在某些植物細胞培養物中次生代謝物質的含量接近和超過親本，通過細胞培養提取次生代謝物質比傳統的溶劑提取法、超聲提取、微波萃取等物理和化學的方法，效率更高，且不受季節和地域的限制，一年四季都可以生產。如通過培養人參細胞提取人參皂苷、培養毛地黃細胞提取地黃酮，培養紅豆杉細胞提取紫杉醇等技術已經投入工業化生產。
作者：祝劍峰 李芬 單位：湖北生態工程職業技術學院
現代生物技術廢水處理分析論文
1現代生物技術的內容與特點
近年來，現代生物技術在環境監測中的應用逐步增多，盡管受限于其方法和生物材料的來源，存在一定的問題，但都會在未來逐一被解決。筆者堅信現代生物技術在未來將對環境監測以及其他應用方面起到不可替代的作用，也將給我國的環境保護貢獻力量。
作者：李菁華 單位：貴州省黔南州環境保護監測站
生物技術的特點大致有[3]：①以生物為對象，不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進行，過程簡單，可連續化操作，并可節約能源，減少環境污染；③開辟了生產高純度、品質、安全的生物制品的新途徑；④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術。
2.1固定化微生物技術固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質，一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術，將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧—好氧—生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結果表明：出水色度極低，處理后的水可回用[4]。
2.2生物強化處理技術為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理，加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法，是在普通活性污泥中加入無機鹽，多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉)，形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點，主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產生協同增效作用。在該系統中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強，同時提高脫氮水平。
2.3生物反應器技術生物反應器技術，是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器，其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應條件優越，污染物具有充分的時間與微生物接觸，有利于增強微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低，造價較高，但其管理方便，運行費用低，所以歐美地區約有7%的污水處理廠采用該技術[6]。3生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程，常常采用許多強化措施，使自然生態系統維持原狀的前提下，使受污染的環境得以修復。研究表明，生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點：①經濟，僅為物化法30%-50%；②對環境影響小，不產生二次污染，遺留問題少；③較大限度地降低污染物的濃度；④修復時間較短，就地修復，操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題，即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平，需發展鑒定微生物的分子生物技術，以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面：①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑，已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用，為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發，已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向，主要有兩大類：一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物；另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術，通過微生物發酵，抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑，這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好，成本低，無二次污染等。目前，已篩選出19種具有絮凝能力的微生物，其中，霉菌8種，細菌5種，放線菌5種，酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展，微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為，今后應從四個方面進行深入研究：①分離、篩選和培養高效降解菌，利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物；②構建高效反應器，優化運行條件，探索新技術新方法；③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑；④著力實踐和推廣生物修復示范工程，為生態環境建設提供有力的技術支持。
摘要：當今的水處理技術中，生物處理法已成為水污染控制的主要方法，尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段。本文介紹了現代生物技術的內容與特點，著重綜述了現代生物技術在廢水生物處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面的研究與應用狀況，在此基礎上提出今后現代生物技術在水污染控制領域中的研究方向。
關鍵詞：現代生物技術廢水生物處理生物修復水處理劑
現代生物技術論文:現代生物技術制藥研究論文
生物技術藥物(biotechdrugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學、醫學、藥學的先進技術為一體，以組合化學、藥學基因（功能抗原學、生物信息學等高技術為依托，以分子遺傳學、分子生物、生物物理等基礎學科的突破為后盾形成的產業。現在，世界生物制藥技術的產業化已進入投資收獲期，生物技術藥品已應用和滲透到醫藥、保健食品和日化產品等各個領域，尤其在新藥研究、開發、生產和改造傳統制藥工業中得到日益廣泛的應用，生物制藥產業已成為最活躍、進展最快的產業之一。
有些學者認為，20世紀的科學技術是以物理學和化學的成就占主導地位，而21世紀的科學技術是以生物學的成就占主導地位。無論這種說法是否得到普遍的認同，生物技術是當今高技術中發展最快的領域似乎是不爭的事實。科學家預測，生命科學到2015年會取得革命性進展。這些進展可以幫助人類解決很多目前無法醫治的疾病的治療問題，徹底消除營養不良，改善食品的生產方式，消除各種污染，延長人類壽命，提高生命質量，為社會安全和刑偵提供新的手段。有些成果還可以幫助人類加速植物和動物的人工進化以及改善生態環境對人類的影響等。產生新的有機生命的研究也會取得進展。
1.生物制藥現狀
目前生物制藥主要集中在以下幾個方向：
1腫瘤在全世界腫瘤死亡率居首位，美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應用基因工程抗體抑制腫瘤，應用導向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤(如應用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)。基質金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。
2神經退化性疾病老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療，胰島素生長因子rhIGF-1已進入Ⅲ期臨床。神經生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經營養因子)用于治療末稍神經炎，肌萎縮硬化癥，均已進入Ⅲ期臨床。
美國每年有中風患者60萬，死于中風的人數達15萬。中風癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，Cerestal已證明對中風患者的腦力能有明顯改善和穩定作用，現已進入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。
3自身免疫性疾病許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡等。風濕性關節炎患者多于4000萬，每年醫療費達上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。如Genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E用于治療哮喘，已進入Ⅱ期臨床;Cetor′s公司研制一種TNF-α抗體用于治療風濕性關節炎，有效率達80%。Chiron公司的β-干擾素用于治療多發性硬化病。還有的公司在應用基因療法治療糖尿病，如將胰島素基因導入患者的皮膚細胞，再將細胞注入人體，使工程細胞產生全程胰島素供應。
4冠心病美國有100萬人死于冠心病，每年治療費用高于1170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業的重要增長點。Centocor′sReopro公司應用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復心臟功能取得成功，這標志著一種新型冠心病治療藥物的延生。
基因組科學的建立與基因操作技術的日益成熟，使基因治療與基因測序技術的商業化成為可能，正在達到未來治療學的新高度。轉基因技術用于構造轉基因植物和轉基因動物，已逐漸進入產業階段，用轉基因綿羊生產蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉基因動、植物將成為未來制藥工業的另一個重要發展領域。
2.生物制藥展望
今后10年生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。目前熱門的藥物生物技術如下：
生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。
除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。
除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。
各種新技術的出現有助于新藥物的開發。計算機模擬和分子圖像處理技術(例如原子力顯微鏡、質量分光儀和掃描探測顯微鏡)相結合可以繼續提高設計具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。例如，美國食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用DennisNoble的虛擬心臟模擬系統了解心臟藥物的機理和臨床試驗觀測結果的意義。這種方法到2015年可能會成為心臟等系統臨床藥物試驗的主流方法，而復雜系統(例如大腦)的藥物臨床試驗需要對這些系統的功能和生物學進行更為深入的研究。
到下世紀初生物技術藥物的種類數目尚不會超過一般藥物的總數，但生物技術制藥公司總數將超過前10年的6倍。目前主要生物技術公司多分布在美國，如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron，還有Biogen也發展較快。1987年尚沒有一種重組DNA藥物進入世界藥品銷售額排名前列表，但到1996年已有多種生物工程藥物榜上有名。經上市的生物技術藥物主要含3大類，即重組治療蛋白質、重組疫苗和診斷或治療用的單克隆抗體。
藥物的研究開發成本目前已經高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會迫使醫藥工業對技術的進步進行巨大的投資，以增強醫藥工業的長期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現型的定制藥物開發、化學模擬程序和工程程序以及藥物試驗模擬等技術已經使藥物開發從嘗試型方法轉變為定制型開發，即根據服藥群體對藥物反應的深入了解會設計、試驗和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗中被少數患者排斥但有可能被多數患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場、使藥物更加適合適用對癥群體的需要。如果這種技術趨于成熟，可以對制藥工業和健康保險業產生重大影響。
值得注意的是，制藥工業的知識產權保護在世界各地是不平衡的。某些地區(例如亞洲)會繼續以生產專利過期藥物為主，有些地區(如美國和歐洲)除了繼續生產低利潤的藥物外會不斷開發新的藥物。
總之，綜合多學科的努力，通過新技術的創立可以大大拓寬發明新藥的空間，增加發明新藥的機遇與速度。因為這些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發現更多新的先導物化學實體，從而為發明新藥提供更加廣闊的前景。
現代生物技術論文:現代農業生物技術發展論文
在當今世界各國紛紛建立以基因為核心的知識產權保護，搶占21世紀國際生物技術制高點的新形勢下，參加北京“國際周”現代農業高層論壇的專家呼吁，要密切關注現代農業生物技術領域日益顯現的研究成果商品化、研究方式規模化和基因資源爭奪白熱化的趨勢，在即將到來的生物世紀里，真正占據自己的位置。
農業生物技術的主要研究內容包括：增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要，發展最快。根據統計資料，到2000年，全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃，比1996年增長了25倍；種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣，達到了3030萬公頃，占68％；其次為阿根廷，1000萬公頃，占23％；加拿大300萬公頃，占7％；我國為50萬公頃，占1％。
根據有關專家的看法，現代農業生物技術的近期發展趨勢表現為：
——研究成果商品化產業化進程加速。目前，農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成，并處于一個高速發展時期。有關專家預測，本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10％以上，而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元，2005年60億美元，2010年200億美元；國際農業生物技術應用機構（ISAAA）的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時，眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點，私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例，民營機構1992年對這一領域的投資為5．95億美元，而1999年則達到15億美元。與此同時，世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮，并購金額從1997年的12．37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成，過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析，促成公司并購的原因，一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合，而更重要的原因，則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業，小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場，與其它企業抗衡。
——基因資源爭奪呈白熱化。在商業利益驅使下，發達國家各主要生物技術公司對生物資源及其知識產權展開了激烈爭奪，其核心就是對基因的爭奪。誰掌握了基因，誰就掌握了生物技術的制高點，就掌握了未來競爭的主動權。有專家稱，轉基因植物技術知識產權很可能就是未來國際貿易中市場準入、貿易壁壘問題產生的主要原因。
有報道表明，為了獲取我國豐富的生物基因組資源，國外公司已在我國境內悄悄地開展活動。中國農科院的專家指出，基因資源是有限的、可視專利的戰略資源，是可持續發展的重要保障。不建立自己的生物信息技術平臺，指望在別人的公益性研究完成后撿便宜的想法，會對我國生物技術產業和可持續性發展帶來不可估量的隱患。加快生物資源信息化的研究，保護、利用和開發我國豐富的生物多樣性資源是當務之急。
現代生物技術論文:現代農業生物技術論文
在當今世界各國紛紛建立以基因為核心的知識產權保護，搶占21世紀國際生物技術制高點的新形勢下，參加北京“國際周”現代農業高層論壇的專家呼吁，要密切關注現代農業生物技術領域日益顯現的研究成果商品化、研究方式規模化和基因資源爭奪白熱化的趨勢，在即將到來的生物世紀里，真正占據自己的位置。
農業生物技術的主要研究內容包括：增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要，發展最快。根據統計資料，到2000年，全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃，比1996年增長了25倍；種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣，達到了3030萬公頃，占68％；其次為阿根廷，1000萬公頃，占23％；加拿大300萬公頃，占7％；我國為50萬公頃，占1％。
根據有關專家的看法，現代農業生物技術的近期發展趨勢表現為：
——研究成果商品化產業化進程加速。目前，農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成，并處于一個高速發展時期。有關專家預測，本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10％以上，而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元，2005年60億美元，2010年200億美元；國際農業生物技術應用機構（ISAAA）的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時，眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點，私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例，民營機構1992年對這一領域的投資為5．95億美元，而1999年則達到15億美元。與此同時，世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮，并購金額從1997年的12．37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成，過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析，促成公司并購的原因，一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合，而更重要的原因，則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業，小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場，與其它企業抗衡。
——基因資源爭奪呈白熱化。在商業利益驅使下，發達國家各主要生物技術公司對生物資源及其知識產權展開了激烈爭奪，其核心就是對基因的爭奪。誰掌握了基因，誰就掌握了生物技術的制高點，就掌握了未來競爭的主動權。有專家稱，轉基因植物技術知識產權很可能就是未來國際貿易中市場準入、貿易壁壘問題產生的主要原因。
有報道表明，為了獲取我國豐富的生物基因組資源，國外公司已在我國境內悄悄地開展活動。中國農科院的專家指出，基因資源是有限的、可視專利的戰略資源，是可持續發展的重要保障。不建立自己的生物信息技術平臺，指望在別人的公益性研究完成后撿便宜的想法，會對我國生物技術產業和可持續性發展帶來不可估量的隱患。加快生物資源信息化的研究，保護、利用和開發我國豐富的生物多樣性資源是當務之急。
現代生物技術論文:現代生物技術在環境污染治理中的應用
關鍵字:生物處理 廢水 生物技術 現代 過程 環境 生物 處理 應用 技術
黑大我愛你,欲哭無淚地寫的論文啊~~
偶包宿寫的哦~~~
最關鍵的是我自己都看不懂~~~
現代生物技術在環境污染治理中的應用
摘要:在環境污染治理中,作為一種技術手段,生物技術具有高效性,反應條件溫和等優點,它對環境污染的治理和修復發揮了巨大作用,為重金屬廢水,石油廢水,油脂廢水,農藥廢水,以及生活污水提供了一條十分有效的途徑。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了無限的希望。我們要在污染環境修復、污染環境治理、廢棄物的循環再生過程中應用生物技術,其中應用最廣泛的是酶工程技術,微生物工程技術,分子生物學技術,基因工程。
關鍵詞:現代生物技術環境污染治理應用
1. 引言
1.1環境保護已成為當前國際關系、經貿合作中的一個極為重要的問題,也日益嚴重地影響著我國國民經濟的可持續發展。在我國過去幾十年的經濟發展中,由于忽視了發展中的環境保護,目前環境狀況十分嚴峻。近年來雖采取了大量控制措施,但環境質量下降的趨勢仍在繼續。
1.2 我國是世界上環境污染最為嚴重的國家之一,從城市到鄉村,我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。當前我國社會經濟仍然保持著高度發展的態勢,環境保護的壓力將進一步加重,由人類活動所造成的環境污染和環境質量的惡化已成為制約我國社會和經濟可持續發展的障礙。如何在經濟高速發展的同時控制環境污染,改善環境質量,以實現社會經濟可持續發展之目標是我國目前亟待解決的重要問題。
1.3現代生物技術不但在凈化環境,減少污染和改造傳統產業等方面發揮出重要的作用,還可以為保護人類生存環境和社會可持續發展作出積極的貢獻。在環境治理中,生物技術因其投資少,處理效率高,運行成本低等優點而得到廣泛的應用。
2. 現代生物技術的概況
2.1現代生物技術是應用現代生物科學以及某些工程原理,如酶工程,基因工程,微生物工程等,利用生命體(從微生物到高級動物)及其組成(含器官,組織,細胞,細胞器,基因)來發展新產品或新工藝的一種技術體系。一般認為,生物技術包括基因工程,細胞工程,酶工程和發酵工程四個方面。
2.2生物技術直接關系到與人民生活,衛生,健康密切相關的醫藥衛生,食品工業,化學工業,農業的發展。可以在糧食危機,能源危機,環境污染中發揮巨大的作用,并且還可以從基因的角度治愈人類的遺傳病。因此,現代生物技術已經被世界各國列為重點項目。
2.3環境生物技術(Environmental Biotechnology,也稱為Environmental Bioengineering)。是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新興交叉學科。直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成 部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統,稱之為環境生物技術。
3.現代生物技術的特點
生物是構成生態系統的要素,生態系統內物質循環主要是依靠生物過程來完成的。科技的發展也充分證明生物技術是環境保護的理想武器,這一技術在解決環境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優越性充分體現在它是一個純生態過程。生物技術在處理環境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點,受到了高度重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了希望。
目前生物技術應用于環境保護中主要是利用微生物。生物技術已是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術,其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、污染環境的修復等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。應用環境生物技術/:請記住我站域名/處理污染物時,最終產物大都是無毒無害的、穩定的物質,如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次轉移。特別是現代生物技術的發展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發展和應用,大大強化了上述環境生物處理過程,使生物處理具有更高的效率。美國環保局(EPA)在評價環境生物技術時也指出“生物治理技術優于其他新技術的顯著特點在于其是污染物消除技術而不是污染物分離技術”
由于大部分有機污染物適于作為生物過程反應物(底物),其中一些有機污染物經生物過程處理后可轉化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質,生物處理方法也常是有機廢物資源化的技術。生物過程是以酶促反應為基礎的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白。生物反應過程通常是在常溫、常壓下進行的。
酶對底物有高度的特異性,生物轉化技術的效率高,副產物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過程相比,反應條件大大簡化,因而消耗低,效果好、過程穩定、操作簡便。用生物過程代替化學過程可以降低生產活動的污染水平,有利于實現工藝過程生態化或無廢生產,真正實現清潔生產的目標。生物處理技術除易于大規模處理外,還可利用天然水體或土壤作為污染物處理場所。另外,生物技術的產品或副產品基本上都是可以較快生物降解的,并且都可以作為一種營養源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動產生的環境污染降至低程度。生物是構成生態系統的要素,生態系統內物質循環主要是依靠生物過程來完成的。
利用環境生物技術可治理用其他方法難以處理的環境介質,即用生物修復技術凈化環境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時還可進一步強化環境的自凈能力。
環境生物技術不僅單純適用于環境污染治理,如今已相當廣泛地應用于環境監測,尤其是以生物傳感器為核心的環境生物監測技術,可在線在位迅速地提供環境質量參數,成為環境質量預報和報警中的重要組成部分。
4.生物技術在環境污染治理中的應用
4.1以環境污染的生物治理為主,開展環境微生物學的基礎,應用基礎和應用研究,為重金屬廢水,石油廢水,印染廢水,油脂廢水,農藥廢水,生活污水等提供效果好的,成本低的生物治理技術和設備,以促進我國的環境工程建設。
4.2微生物技術在污染控制工程中的應用主要有活性污泥法,生物膜法,厭氧生物處理法,生物脫氮法,生物除磷法,微污染飲用源水的生物處理,水產養殖水體的生物處理,城市生活垃圾的微生物處理,污泥的微生物處理,禽畜糞便處理與資源化工程,生物修復,微生物脫臭,廢棄物的微生物資源化,固定化微生物技術及其在污染控制中的應用,綠色環保產品的開發和應用。
4.3環境污染的生物降解主要包括好氧生物處理,厭氧生物處理;貧營養環境污染生物降解;石油污染的生物降解,如甲基苯和二甲基苯的降解;芳香族化合物的生物降解;鹵代有機化合物的生物降解;有機農藥在環境中的生物降解;危險性有機污染物的生物降解以及污染環境的生物修復,如地下水污染生物修復等等。
4.4然而,由于技術有限,目前我們可以使用的技術主要有:
4.4.1城市有機垃圾處理技術
將城市垃圾通過分選后綜合治理,將可腐有機垃圾生產成品質有機粉肥或有機無機復混粒肥;將可燃有機垃圾采用氣化焚燒或生產成版材;無機垃圾用于填埋,處理過程中產生的廢氣,粉塵集中處理,廢水凈化后再排放,防止污染環境。
4.4.2生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術
集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質優良,是一種高效的新型生物反應器,極適用于生活污水和工業有機廢水的處理及資源化利用。
4.4.3含油污泥高新生物處理技術
對于我國大中型油田,煉油場,石化企業等行業中含油污泥,煉油浮渣等進行生物治理,通過生物處理達到回收石油資源和污泥達標排放。
4.4.4高新生物工程技術處理油脂化工廢水
利用來自于自然界又經培養馴化的功能菌株,根據廢水和污水的不同性質,組成,配制不同菌株,通過發酵培養形成多功能復合型菌液,用于油脂化工,化工有機廢水,食品,印染,生活污水,工業廢水的處理。
4.4.5油田,煉油廢水高新生物處理技術
通過對大中型油田,煉油場廢水石油污染物樣品采集,降解微生物菌株的分離,篩選,獲得石油降解優勢微生物,針對含油廢水的不同水質特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩定達標排放。
5.結語
著名的天文學家和生物學家,佛瑞得 霍意耳(Fred Hoyle)先生曾經說過,還未解決的主要問題的答案應該由基本的假設來得到,而且同時也必須依靠經過反復嘗試和檢驗的科學工具及方法。隨著處理技術的不斷發展,生物方法所能處理或修復的對象也在時刻不停地改變。為了使生物技術能滿足新的發展需要。我們必須真正進行探索,并且可能以過去未曾想象到的方式來使用生物或是它們的衍生物。
現代生物技術論文:現代生物技術在環境保護中的應用和前景
摘 要 針對我國目前生態環境狀況,論述了現代生物技術在治理環境污染,保護生態環境中的應用和發展前景。
關鍵詞 現代生物技術 生態環境 環境保護
1 我國生態環境現狀
目前我國由于工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態環境,使得水污染日益加劇,水資源嚴重短缺,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農村則有8 000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴重,耕地面積銳減,近10年來每年流失的土壤總量達50億t,土地荒漠化日益加劇;森林覆蓋面積下降,草場退化,每年減少森林面積達2 500萬畝;人們的身體健康受到嚴重威脅,疾病發病率急劇上升。因此,加大環境保護和環境治理力度,加快應用高新技術,如現代生物技術來控制環境污染和保持生態平衡,提高環境質量已成為環保工作者的工作重點。
2 現代生物技術與環境保護
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程,細胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20 世紀 80年代以來生物技術作為一種高新技術,已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視,發展十分迅猛。與傳統方法比較,生物治理方法具有許多優點。
(1)生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。
(2) 利用發酵工程技術處理污染物質,最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉移而造成重復污染,因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。
(3)生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質,其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的,所以大多數生物治理技術可以就地實施,而且不影響其他作業的正常進行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應條件大大簡化,具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。
所以,當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質的無害化處理等各個方面。
3 現代生物技術在環境保護中的應用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定,即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上;近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。3.2 污染土壤的生物修復
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。
3.3 白色污染的消除
廢棄塑料和農用地膜經久不化解,估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產,若再連續使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境,研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌,另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使兩者同時發揮各自的作用,將塑料和農膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發、生產和應用。
有些微生物能產生與塑料類似的高分子化合物即聚酯,這些聚酯是微生物內源性貯藏物質,可以用發酵方法進行生產,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點、高彈性、不含有毒物質等優點而在醫學等許多領域有極好的應用前景。為了降低成本、提高產量,人們正在用重組DNA技術對相關的微生物進行改造,此方面目前一個研究熱點是采用微生物發酵法生產聚-β羥基烷酸(PHAs),研究人員正設法構建出自溶性PHAs生產菌種,即將PHAs重組菌進行發酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質,使裂解蛋白產生,細胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內產物PHAs的提取過程,降低提取成本。
3.4 化學農藥污染的消除
一般情況下,使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中,特別是氯代烴類農藥是最難分解的,經生態系統造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法,而利用微生物降解農藥已成為消除農藥對環境污染的一個重要方面。能降解農藥的微生物,有的是通過礦化作用將農藥逐漸分解成終產物CO2和H2O,這種降解途徑徹底,一般不會帶來副作用;有的是通過共代謝作用,將農藥轉化為可代謝的中間產物,從而從環境中消除殘留農藥,這種途徑的降解結果比較復雜,有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應,就需要用基因工程的方法對已知有降解農藥作用的微生物進行改造,改變其生化反應途徑,以希望獲得的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農藥的污染,好推廣生物農藥。
所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質總稱,它們多是生物體的代謝產物,主要包括微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究,主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來 并沒有得到廣泛的使用。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是桿狀病毒基因工程的改造,人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性;將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中,形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發育從而達到殺死害蟲的目的。
現代生物技術論文:探析現代生物技術在水污染控制中的應用
摘要:當今的水處理技術中,生物處理法已成為水污染控制的主要方法,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段。本文介紹了現代生物技術的內容與特點,著重綜述了現代生物技術在廢水生物處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面的研究與應用狀況,在此基礎上提出今后現代生物技術在水污染控制領域中的研究方向。
關鍵詞:現代生物技術 廢水生物處理 生物修復 水處理劑
0 引言
隨著工業的高速發展,水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和經濟的進一步發展。因此,水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1 現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以DNA 技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]:①以生物為對象,不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,并可節約能源,減少環境污染;③開辟了生產高純度、品質、安全的生物制品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術。
2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應器技術 生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運行費用低,所以歐美地區約有 7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3 生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物,特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程,常常采用許多強化措施,使自然生態系統維持原狀的前提下,使受污染的環境得以修復。研究表明 ,生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點:①經濟,僅為物化法30%-50%;②對環境影響小,不產生二次污染,遺留問題少;③較大限度地降低污染物的濃度;④修復時間較短,就地修復,操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題,即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平,需發展鑒定微生物的分子生物技術,以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4 微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面:①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用,為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發,已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向,主要有兩大類:一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物;另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑,這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好,成本低,無二次污染等。目前,已篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展,微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為,今后應從四個方面進行深入研究:①分離、篩選和培養高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物;②構建高效反應器,優化運行條件,探索新技術新方法;③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑;④著力實踐和推廣生物修復示范工程,為生態環境建設提供有力的技術支持。
現代生物技術論文:分析現代生物技術的運用及進展趨勢
隨著農業革命、手工業革命、工業革命、商品國際化革命、信息產業化革命的推進,許多科學家們預言21世紀必將產生一次生物技術革命,而這一革命的主戰場就是農業。現代生物技術可有效提高農作物產量、改善農作物的營養品質。因此,現代生物技術必然會成為未來農業發展的重要趨勢。
1現代生物技術在農業領域的應用
1.1基因工程在農業領域的應用
基因工程即利用分子生物學和微生物學技術,設計好不同來源的基因順序,在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞,使受體細胞表現出人們需要的表現型,產生出人們需要的物質。在農業領域應用基因工程技術,獲得的農作物品質、高產、抗性強,還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如,經過7年的努力攻關,2011年勝利突破了大面積示范(即6.67hm2示范)平均產量為13500kg/hm2的超級雜交稻第3期目標,達到了13899kg/hm2[1];運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2];運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中,使農作物能夠不受除草劑的影響,目前已生產出多種抗除草劑作物品種,應用廣泛[3]。
1.2細胞工程在農業領域的應用
細胞工程是指在體外培養細胞,以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交,使植物或動物個體繁殖速度加快,以獲得優良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多,如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交,可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”;將豆科植物與向日葵進行細胞雜交,可培育出具有高營養價值的“向日豆”[5]。
1.3發酵工程在農業領域的應用
發酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品,或直接將微生物應用到工業生產過程的一門新的技術。發酵工程主要可應用在農業領域的2個方面,一是生產傳統的發酵產品,如果酒、茯磚茶、食醋等;二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發酵工程技術,通過調控渥堆時間、使用接種劑、發酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝,進而可生產出“金花”飽滿、品質優良的茯磚茶。
1.4酶工程在農業領域的應用
酶工程,簡單來說就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業領域中的制酒、制醬等方面。例如,隨著我國糧食的不斷增產,一些地區出現了粗糧過剩的問題,需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段,將葡萄糖轉變為甜度大的果糖,果糖不僅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度還高50%以上。
2微生物肥料在農業領域的應用
2.1微生物肥料的特點
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在農業生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面,從狹義上講,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物發酵產生的,活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質,能夠增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性質,使作物的生長環境變得更好,使作物生長更優、產量更高。從廣義上講,生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑,包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等,此種生物體不限定,既可以是微生物,也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。
2.2生物肥料的應用優勢
微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優勢,可有效改善土壤的理化性質,提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業生態環境保護以及高產、品質、高效農業的持續發展中,并發揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用,對環境幾乎無污染;同時,施用量一般不大,在其生產過程中所消耗的能量也很少,因而可節約農民的施肥成本。此外,微生物肥料還可改善土壤的理化性質,減少土壤營養流失和富營養化的產生,實現土壤的可持續化利用。
2.3微生物肥料的應用前景
目前,微生物肥料在農業領域方面的應用已越來越廣泛,也得到了農民以及社會的逐步認可。國內外都在積極發展綠色農業和綠色食品,微生物肥料作為一種保護生態環境、維護人類健康的理想肥料在農業生產中的應用必將越來越廣泛、越來越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更穩定地發揮其生態作用是未來研究的方向[11-12]。
現代生物技術論文:關注現代農業生物技術發展的新趨勢
在當今世界各國紛紛建立以基因為核心的知識產權保護,搶占21世紀國際生物技術制高點的新形勢下,參加北京“國際周”現代農業高層論壇的專家呼吁,要密切關注現代農業生物技術領域日益顯現的研究成果商品化、研究方式規模化和基因資源爭奪白熱化的趨勢,在即將到來的生物世紀里,真正占據自己的位置。
農業生物技術的主要研究內容包括:增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要,發展最快。根據統計資料,到2000年,全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃,比1996年增長了25倍;種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣,達到了3030萬公頃,占68%;其次為阿根廷,1000萬公頃,占23%;加拿大300萬公頃,占7%;我國為50萬公頃,占1%。
根據有關專家的看法,現代農業生物技術的近期發展趨勢表現為:
——研究成果商品化產業化進程加速。目前,農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成,并處于一個高速發展時期。有關專家預測,本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10%以上,而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農業生物技術應用機構(ISAAA)的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時,眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點,私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例,民營機構1992年對這一領域的投資為5.95億美元,而1999年則達到15億美元。與此同時,世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析,促成公司并購的原因,一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合,而更重要的原因,則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業,小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場,與其它企業抗衡。
——基因資源爭奪呈白熱化。在商業利益驅使下,發達國家各主要生物技術公司對生物資源及其知識產權展開了激烈爭奪,其核心就是對基因的爭奪。誰掌握了基因,誰就掌握了生物技術的制高點,就掌握了未來競爭的主動權。有專家稱,轉基因植物技術知識產權很可能就是未來國際貿易中市場準入、貿易壁壘問題產生的主要原因。
有報道表明,為了獲取我國豐富的生物基因組資源,國外公司已在我國境內悄悄地開展活動。中國農科院的專家指出,基因資源是有限的、可視專利的戰略資源,是可持續發展的重要保障。不建立自己的生物信息技術平臺,指望在別人的公益性研究完成后撿便宜的想法,會對我國生物技術產業和可持續性發展帶來不可估量的隱患。加快生物資源信息化的研究,保護、利用和開發我國豐富的生物多樣性資源是當務之急。
現代生物技術在中藥現代化中的應用進展
【摘要】 生物技術已經深入中藥研究和開發的各個領域,在高質量中藥天然藥物原料的研究生產及中藥材資源可持續利用中發揮著極大的作用。
【關鍵詞】 生物技術;中藥現代化;應用;綜述
中醫藥學是我國在自然科學領域最有特色的學科之一,中藥現代化就是將傳統中醫藥的優勢和特色與現代科學技術相結合,把中藥推向國際化。生物技術作為一種綜合了生命科學與多種現代科學理論與研究手段的高技術,在21世紀將對生命科學的各個領域產生十分深遠的影響。
1 生物技術在高質量中藥天然藥物原料的研究生產及中藥材資源可持續利用中的應用
生產具有國際競爭力的現代中藥,其前提是有高質量的中藥原料。現代中藥必須嚴格保障所用的藥材原料無污染,農藥殘留和重金屬含量在十分安全的范圍內,藥效物質基礎的含量穩定、并有嚴格的質量標準。我國中藥資源達1.2萬余種,這些中藥材中部分涉及到珍稀瀕危物種,因此對珍稀瀕危中藥材的挽救、保護與合理利用迫在眉睫。遷移珍稀瀕危動、植物至飼養地和植物園是保存物種的重要方法,建立相應的基因庫用于保存動植物的基因,考察物種的變異具有重要意義。
就中藥材栽培而言,GAP的實施已成為業內共識。基因技術在這方面正在逐漸發揮重要作用,如中藥材優良品種選育、道地性藥材遺傳特征分析、抗性基因的轉基因藥用植物等。
應用RAPD技術對南北蒼術間的差異進行了分析,認為蒼術的道地性是在遺傳和生態兩因素長期復雜作用下形成的遺傳和化學成分有穩定差異的居群[1];李萍等將5srRNA基因間區序列的變異用于對金銀花藥材道地性的分析[2]。有報道用轉基因植物可生產外源基因編碼的產物(如a栝蔞素、干擾素等),隨著表達效率的提高和受體植物范圍的不斷擴大,將有可能在傳統中藥材中加入有用的新遺傳特性,增加植物的抗病能力等,這將為中藥材的綠色栽培奠定良好的基礎[3]。
2 細胞工程技術為中藥人工資源的開發提供了有效途徑
作為中藥和天然藥物發揮藥效活性的物質基礎,天然活性成分往往含量很低,而天然野生資源隨著藥物的開發利用儲存量不斷下降,其原料來源能否滿足批量化生產的需求,是所有天然創新藥物開發所面臨的重大難題,也是高水平中藥能否廣泛應用并走向世界的瓶頸。因此,針對特定有效成分或組分生產的中藥人工資源開發生產技術引起了研究者的極大關注。為合理利用其資源,可利用生物技術的方法和手段進行一些珍稀瀕危品種的快速繁殖,研究其在自然或人工控制條件下個體更新的速率及規律等,如石斛試管苗的快速繁殖。
發酵工程利用生物細胞在人工條件下的快速增殖與次生代謝產物的產生,為人工資源的生產提供了技術平臺。目前,以冬蟲夏草菌發酵生產的菌絲體及產物已形成產業化規模,并有相應的下游產品暢銷。
以微生物、植物、動物細胞為反應器,進行天然活性物質的生產和加工,也已引起研究者的極大興趣,以此推動的天然產物的生物轉化和生物合成研究與開發,在國內中藥研究和開發中的作用正為更多的研究和生產部門所重視。許建峰[4]等利用高山紅景天培養細胞生物轉化外源酪醇生產紅景天苷。紫杉醇作為一種作用機理獨特的天然抗癌藥物,自發現以來受到了人們的廣泛重視,但其在植物紅豆杉中的含量極低,而紅豆杉生長緩慢,資源匱乏,因此嚴重限制了紫杉醇的進一步開發應用。為此,近年來各國科學家在尋找及擴大紫杉醇的藥源途徑上進行了大量的工作。甘煩遠等對紫杉醇的研究進行了綜述,通過兩篇綜述所反映出的研究內容可以看出為解決紫杉醇的資源問題。全世界的科學家分別從篩選高產紅豆杉栽培品種、微生物生物合成、化學合成、生物合成途徑探索、生物合成關鍵酶的發現及其基因表達等多途徑進行資源研究,而這些研究中生物合成與生物轉化技術起著極為重要的作用。
3 酶工程是中藥活性成分生產追求的技術手段之一
就療效確切的單24小時然活性成分而言,能夠通過工業化生產獲得天然結構復雜的單一產物是人們追求的目標,但天然化合物結構復雜,常有多個不對稱碳原子,合成難度較大或合成條件苛刻;而酶工程為這類成分的獲得提供了新的途徑。如金東史等利用酶轉化方法將人參中的主要皂苷成分轉化成含量只有十萬分之幾的人參皂苷Rh2,并達到了月產30kg的生產規模[5]。
4 生物技術為提高中藥品質評價水平提供了新的實驗方法
中藥材是中藥研究開發的基礎,基礎的質量標準無法控制,以后的研究和開發均屬無本之木,其質量標準的制定也就失去了意義。中藥材的質量控制主要應包括兩個方面的內容,一是品種的控制,主要是解決真偽的問題。其二中藥材的有效物質是次生代謝產物,其積累主要與其合成關鍵酶的表達及表達量等有關。因此建立合理中藥材的生產和質量評價體系將對中藥現代化尤為重要。
基因分子標記技術在中藥品質評價中的應用,使中藥材鑒定的方法從傳統的形態表征分析推進到對生物遺傳物質的分析。在中藥的分子鑒別研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子標記技術,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子雜交的DNA分子標記技術,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子標記技術,如DNA直接測序法、PCRRFLP法[6]。利用這些基因鑒別方法對了解和分析藥用動(植)物的遺傳特性、基因與藥材產地、化合物積累的相關性等均具有重要意義。
5 生物技術為中藥和天然藥物新藥研究與開發提供了新的工具和途徑
中藥新藥的研發是中藥現代化和國際化的關鍵,要研制符合國際標準規范的現代中藥,應用現代先進的科學技術勢在必行。
5.1 生物芯片為中藥新藥分子水平的機理研究提供依據:中藥鑒定基因芯片,可以對中藥材的產地、質量進行鑒定;可以搞清楚中藥作用的分子機理,篩選出中藥有效成分。
5.2 生物轉化及生物組合化學為以天然活性成分為先導化合物發現新藥提供了新的思路與方法:生物轉化技術可以彌補化學合成的不足,1997年Khmelnitsky利用鹽活化生物催化劑脂酶,成功地在有機相中進行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可見,生物轉化技術在以天然活性成分為基礎的創新藥物研究與開發中具有重要的意義。
5.3 生物技術為天然微量活性成分的生產提供了新的技術平臺:中藥中微量高效成分的研制開發一直是困擾醫藥產業界的核心問題,利用定向生物轉化技術可將天然藥物中的高含量成分轉化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其達到產業化的要求。如研究發現多種微生物能定向地將含量較高的喜樹堿轉化為10羥基喜樹堿。丁家宜等利用人參毛狀根成功地實現了對羥基苯醌生物合成天然熊果苷。
5.4 物技術實現天然結構復雜活性化合物的結構修飾:天然活性成分的研發中還有一個
難以解決的問題,即天然活性成分常常體內外藥效學活性差異較大,其中一個重要因素是其在體內吸收不好,導致生物利用度太低。利用生物技術實現天然結構復雜活性化合物的結構修飾,對提高這類成分的生物利用度,進而實現產業開發具有重要意義。
綜上所述,生物技術已經深入中藥研究和開發的各個領域,雖然大多數研究尚處于起步階段,但其影響正在不斷擴大,所顯示出的潛在社會價值和經濟效益也日益得到重視,生物技術將深入到中藥新藥研制的各個環節。正確利用現代生物技術合理地解決中醫藥現代科學研究和產業開發中的重要問題,必將有力地推動我國的中醫藥現代化和國際化進程,為加入WTO后的中國民族產業的國際競爭注入活力。
現代生物技術論文:淺論現代生物技術發展帶來的倫理問題
生物技術是一門由多學科綜合的新興科學,就生物科學而言,它包括了微生物、生物化學、細胞生物學、免疫學、育種學等幾乎所有與生命科學有掛的學科,特別是現代分子生物學的近期理論和成果更是生物技術發展的基礎。隨著生物技術的發展,人們可以對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬,產生巨大生產力的同時,也帶來了生物物種倫理的問題,引起了人們的高度關注和深思。
論文關鍵詞:生物技術;倫理問題;思考
21世紀是生命科學的世紀,生物技術的發展對人類和社會的影響深遠。而生物技術引發的倫理問題,已成為世界的焦點議題。如何合理的應用生物技術造福人類和社會,是眾多學者和科學家急需解決的問題。
一、現代生物技術研究的新進展
進入21世紀,生物技術正處于發展成熟階段,生物技術的應用已經滲透到我們生活中許多與生物無關的角落。生物技術的發展至今已經揭示了許多生命現象的本質及其規律,但生命現象極其復雜,目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細胞、轉基因食品、人類基因組計劃、組織工程等研究和實際應用等領域取得了成果。
(一)克隆技術。克隆原意是無性繁殖,即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系,該細胞系中每個細胞的基因都是相同的。克隆技術首先用于動物,動物克隆就是通過無性繁殖方式,由動物細胞產生的遺傳形狀相同的動物個體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動物。動物克隆為我們進一步揭示生命的奧妙及人類的自我認識展現了全新的視野。
(二)胚胎干細胞。干細胞是生物體在生長發育過程中起“主干”作用的高度未分化細胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細胞分為三大類:全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞之所以全能,是指它可以分化成人體全部細胞類型,進而構建心、肝、腎、肺等多種組織和器官,最終發育成一個完整的個體。全能干細胞再進一步分裂、分化中又形成了各種多能干細胞。多能干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能,但是卻失去了發育成完整個體的能力。
(三)轉基因食品。轉基因食品是利用生物技術將某些生物的基因轉移到其他物種中去,從而改造生物的遺傳物質,使其在性質、消費品質等方面向人類所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或以這種生物為原料,加工出來的食品都被稱為轉基因食品。轉基因食品在歐美應進入人們的日常生活中。有資料表明,在歐洲,玉米鉆心蟲每年要毀壞4000萬噸玉米,占世界玉米總產量的7%,但是如果把分離出來的抗鉆心蟲基因植入玉米中去,就可培育出抗蟲害的玉米,這種玉米就是轉基因食品。
二、現代技術發展引發的倫理問題
(一)關于克隆人的爭議。從“多莉”羊的克隆成功,待幾年來其他克隆動物的嘗試,克隆技術正不斷發展。目前科學界把對人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆。科學界和倫理界對治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人則遭到很大的抵制。克隆人給倫理道德方面帶來了巨大的沖擊,對現有的社會關系、家庭結構造成了巨大的沖擊。另外,克隆人的身份難以認定,使人倫關系發生模糊、混亂乃至顛倒,進而沖擊傳統的家庭觀以及權利與義務觀。
(二)胚盤干細胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術的,而卵子與胚盤在一些不同的國家和宗教界被視為是生命的起源,與活著的嬰兒沒有什么不同,所以在許多國家是被嚴格禁止的。堅持認為可以用人類胚胎做實驗的人認為:1、早期胚胎僅是一團細胞,尚難稱其為人的一條生命,從胚泡內細胞培養成人的胚胎干細胞,并沒有殺死細胞,只是改變細胞的命運;2、培養胚盤干細胞是用于治療現在還無法治愈的組織壞死性疾病,讓病人恢復健康,是合乎人類倫理道德。
(三)轉基因食品的潛在危險。對轉基因食品發展有兩種態度:支持者極力宣傳其帶給人類充足的糧食和新型抗病蟲策略;反對者則強調人為地用基因技術改變神武,會給人體健康和環境帶來危害。基因表達調控是個復雜的生命現象。目前,人類對基因的活動實施了解還不夠透徹,還沒有十足的把握控制基因中組后的結果。1993年英國的一份報告列出了一些人們對于轉基因食品應用的來努力方面的主要擔憂:1、人類基因轉入食品動物,如將人類基因因子與凝血的蛋白質的基因轉入綿羊中;2、某些宗教團體禁止食用的動物基因轉入他們通常食用的動物中,這可能觸怒猶太人和穆斯林,列入將豬的基因轉入綿羊;3、動物基因轉入植物中,可能會引起一些素食者的特別關注。
三、現代生物技術發展存在的倫理問題對策
現代生物技術的飛速發展,引發諸多倫理問題,發人深思。為了促進生物技術的和諧發展,應采取相應對策和措施。科學預言,21世紀是生物技術發展的黃金時期,全國普及大眾倫理學知識尤為重要,設置倫理學咨詢機構,利用各種媒體宣傳倫理學知識,增強大眾的倫理學意識,提高全民族的整體倫理水平。同時,我們還應改變傳統倫理觀念,發展中國特色的生命倫理學。總體上,生命倫理學應和國際生命倫理學保持一致,但又要保持中國的特色。另外,培養生命倫理專業人才,解決人才匱乏的局面。生命倫理學的發展任道重遠,生命倫理學人才匱乏問題需要解決,設置生命倫理學專業,加快專業人才培養規模勢在必行,特別應注重研究生、博士生的培養。
四、結語
現代生物技術的高速發展再給人類和社會帶來積極影響的同時,必然會出現各種各樣的問題。其中,導致的倫理問題尤其受人們的重視。我們應該正確看待這些問題的發生,并應用學習的科學知識盡力將其引導到好的方面發展。因此,我們任道而重遠,希望通過我們的努力使現代生物技術應用給人類帶來更多的實惠。
現代生物技術論文:注意現代農業生物技術發展的新趨勢
在當今世界各國紛紛建立以基因為核心的知識產權保護,搶占21世紀國際生物技術制高點的新形勢下,參加北京“國際周”現代農業高層論壇的專家呼吁,要密切關注現代農業生物技術領域日益顯現的研究成果商品化、研究方式規模化和基因資源爭奪白熱化的趨勢,在即將到來的生物世紀里,真正占據自己的位置。
農業生物技術的主要研究內容包括:增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要,發展最快。根據統計資料,到2000年,全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃,比1996年增長了25倍;種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣,達到了3030萬公頃,占68%;其次為阿根廷,1000萬公頃,占23%;加拿大300萬公頃,占7%;我國為50萬公頃,占1%。
根據有關專家的看法,現代農業生物技術的近期發展趨勢表現為:
——研究成果商品化產業化進程加速。目前,農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成,并處于一個高速發展時期。有關專家預測,本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10%以上,而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農業生物技術應用機構(ISAAA)的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時,眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點,私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例,民營機構1992年對這一領域的投資為5.95億美元,而1999年則達到15億美元。與此同時,世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析,促成公司并購的原因,一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合,而更重要的原因,則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業,小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場,與其它企業抗衡。
——基因資源爭奪呈白熱化。在商業利益驅使下,發達國家各主要生物技術公司對生物資源及其知識產權展開了激烈爭！奪,其核心就是對基因的爭奪。誰掌握了基因,誰就掌握了生物技術的制高點,就掌握了未來競爭的主動權。有專家稱,轉基因植物技術知識產權很可能就是未來國際貿易中市場準入、貿易壁壘問題產生的主要原因。
有報道表明,為了獲取我國豐富的生物基因組資源,國外公司已在我國境內悄悄地開展活動。中國農科院的專家指出,基因資源是有限的、可視專利的戰略資源,是可持續發展的重要保障。不建立自己的生物信息技術平臺,指望在別人的公益性研究完成后撿便宜的想法,會對我國生物技術產業和可持續性發展帶來不可估量的隱患。加快生物資源信息化的研究,保護、利用和開發我國豐富的生物多樣性資源是當務之急。
現代生物技術論文:現代生物技術的運用及進展趨勢
隨著農業革命、手工業革命、工業革命、商品國際化革命、信息產業化革命的推進,許多科學家們預言21世紀必將產生一次生物技術革命,而這一革命的主戰場就是農業。現代生物技術可有效提高農作物產量、改善農作物的營養品質。因此,現代生物技術必然會成為未來農業發展的重要趨勢。
1現代生物技術在農業領域的應用
1.1基因工程在農業領域的應用
基因工程即利用分子生物學和微生物學技術,設計好不同來源的基因順序,在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞,使受體細胞表現出人們需要的表現型,產生出人們需要的物質。在農業領域應用基因工程技術,獲得的農作物品質、高產、抗性強,還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如,經過7年的努力攻關,2011年勝利突破了大面積示范(即6.67hm2示范)平均產量為13500kg/hm2的超級雜交稻第3期目標,達到了13899kg/hm2[1];運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2];運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中,使農作物能夠不受除草劑的影響,目前已生產出多種抗除草劑作物品種,應用廣泛[3]。
1.2細胞工程在農業領域的應用
細胞工程是指在體外培養細胞,以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交,使植物或動物個體繁殖速度加快,以獲得優良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多,如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交,可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”;將豆科植物與向日葵進行細胞雜交,可培育出具有高營養價值的“向日豆”[5]。
1.3發酵工程在農業領域的應用
發酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品,或直接將微生物應用到工業生產過程的一門新的技術。發酵工程主要可應用在農業領域的2個方面,一是生產傳統的發酵產品,如果酒、茯磚茶、食醋等;二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發酵工程技術,通過調控渥堆時間、使用接種劑、發酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝,進而可生產出“金花”飽滿、品質優良的茯磚茶。
1.4酶工程在農業領域的應用
酶工程,簡單來說就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業領域中的制酒、制醬等方面。例如,隨著我國糧食的不斷增產,一些地區出現了粗糧過剩的問題,需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段,將葡萄糖轉變為甜度大的果糖,果糖不僅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度還高50%以上。
2微生物肥料在農業領域的應用
2.1微生物肥料的特點
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在農業生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面,從狹義上講,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物發酵產生的,活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質,能夠增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性質,使作物的生長環境變得更好,使作物生長更優、產量更高。從廣義上講,生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑,包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等,此種生物體不限定,既可以是微生物,也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。
2.2生物肥料的應用優勢
微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優勢,可有效改善土壤的理化性質,提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業生態環境保護以及高產、品質、高效農業的持續發展中,并發揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用,對環境幾乎無污染;同時,施用量一般不大,在其生產過程中所消耗的能量也很少,因而可節約農民的施肥成本。此外,微生物肥料還可改善土壤的理化性質,減少土壤營養流失和富營養化的產生,實現土壤的可持續化利用。
2.3微生物肥料的應用前景
目前,微生物肥料在農業領域方面的應用已越來越廣泛,也得到了農民以及社會的逐步認可。國內外都在積極發展綠色農業和綠色食品,微生物肥料作為一種保護生態環境、維護人類健康的理想肥料在農業生產中的應用必將越來越廣泛、越來越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更穩定地發揮其生態作用是未來研究的方向[11-12]。
現代生物技術論文:現代生物技術在環境保護中的應用和前景
摘 要 針對我國目前生態環境狀況，論述了現代生物技術在治理環境污染，保護生態環境中的應用和發展前景。
關鍵詞 現代生物技術 生態環境 環境保護
1 我國生態環境現狀
目前我國由于工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染，嚴重的影響了我國的生態環境，使得水污染日益加劇，水資源嚴重短缺，全國600多個城市中已有一半城市缺水，農村則有8 000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴重，耕地面積銳減，近10年來每年流失的土壤總量達50億t，土地荒漠化日益加劇；森林覆蓋面積下降，草場退化，每年減少森林面積達2 500萬畝；人們的身體健康受到嚴重威脅，疾病發病率急劇上升。因此，加大環境保護和環境治理力度，加快應用高新技術，如現代生物技術來控制環境污染和保持生態平衡，提高環境質量已成為環保工作者的工作重點。
2 現代生物技術與環境保護
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎，包括微生物工程，細胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20 世紀 80年代以來生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發展十分迅猛。與傳統方法比較，生物治理方法具有許多優點。
（1）生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構，降解的產物以及副產物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。
（2） 利用發酵工程技術處理污染物質，最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉移而造成重復污染，因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。
（3）生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。
所以，當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質的無害化處理等各個方面。
3 現代生物技術在環境保護中的應用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質的成分十分復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質，使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等，此方面國內外成功的例子很多，如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶，以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對硫磷廢水，去除率達95%以上；近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展，對于含100mg/L廢水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。
3.2 污染土壤的生物修復
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量，激發微生物的活性，由此可以改善土壤的生態結構，這將有助于土壤的固定，遏制風蝕、水蝕等作用，防止水土流失。
3.3 白色污染的消除
廢棄塑料和農用地膜經久不化解，估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產，若再連續使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境，研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使兩者同時發揮各自的作用，將塑料和農膜迅速降解。同時，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發、生產和應用。
有些微生物能產生與塑料類似的高分子化合物即聚酯，這些聚酯是微生物內源性貯藏物質，可以用發酵方法進行生產，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點、高彈性、不含有毒物質等優點而在醫學等許多領域有極好的應用前景。為了降低成本、提高產量，人們正在用重組DNA技術對相關的微生物進行改造，此方面目前一個研究熱點是采用微生物發酵法生產聚-β羥基烷酸(PHAs)，研究人員正設法構建出自溶性PHAs生產菌種，即將PHAs重組菌進行發酵，在積累大量的PHAs后，加入信號物質，使裂解蛋白產生，細胞壁破壞，PHAs析出，以簡化胞內產物PHAs的提取過程，降低提取成本。
3.4 化學農藥污染的消除
一般情況下，使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農藥是最難分解的，經生態系統造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農藥已成為消除農藥對環境污染的一個重要方面。能降解農藥的微生物，有的是通過礦化作用將農藥逐漸分解成終產物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農藥轉化為可代謝的中間產物，從而從環境中消除殘留農藥，這種途徑的降解結果比較復雜，有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應，就需要用基因工程的方法對已知有降解農藥作用的微生物進行改造，改變其生化反應途徑，以希望獲得的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農藥的污染，好推廣生物農藥。
所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質總稱，它們多是生物體的代謝產物，主要包括微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究，主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來并沒有得到廣泛的使用。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果，例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是桿狀病毒基因工程的改造，人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發育從而達到殺死害蟲的目的。
現代生物技術論文:論現代生物技術發展帶來的倫理問題
論文摘要：生物技術是一門由多學科綜合的新興科學，就生物科學而言，它包括了微生物、生物化學、細胞生物學、免疫學、育種學等幾乎所有與生命科學有掛的學科，特別是現代分子生物學的近期理論和成果更是生物技術發展的基礎。隨著生物技術的發展，人們可以對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬，產生巨大生產力的同時，也帶來了生物物種倫理的問題，引起了人們的高度關注和深思。
論文關鍵詞：生物技術；倫理問題；思考
21世紀是生命科學的世紀，生物技術的發展對人類和社會的影響深遠。而生物技術引發的倫理問題，已成為世界的焦點議題。如何合理的應用生物技術造福人類和社會，是眾多學者和科學家急需解決的問題。
一、現代生物技術研究的新進展
進入21世紀，生物技術正處于發展成熟階段，生物技術的應用已經滲透到我們生活中許多與生物無關的角落。生物技術的發展至今已經揭示了許多生命現象的本質及其規律，但生命現象極其復雜，目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細胞、轉基因食品、人類基因組計劃、組織工程等研究和實際應用等領域取得了成果。
（一）克隆技術。克隆原意是無性繁殖，即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系，該細胞系中每個細胞的基因都是相同的。克隆技術首先用于動物，動物克隆就是通過無性繁殖方式，由動物細胞產生的遺傳形狀相同的動物個體。克隆羊多莉是首例克隆成功的動物。動物克隆為我們進一步揭示生命的奧妙及人類的自我認識展現了全新的視野。
（二）胚胎干細胞。干細胞是生物體在生長發育過程中起“主干”作用的高度未分化細胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細胞分為三大類：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞之所以全能，是指它可以分化成人體全部細胞類型，進而構建心、肝、腎、肺等多種組織和器官，最終發育成一個完整的個體。全能干細胞再進一步分裂、分化中又形成了各種多能干細胞。多能干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能，但是卻失去了發育成完整個體的能力。
（三）轉基因食品。轉基因食品是利用生物技術將某些生物的基因轉移到其他物種中去，從而改造生物的遺傳物質，使其在性質、消費品質等方面向人類所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或以這種生物為原料，加工出來的食品都被稱為轉基因食品。轉基因食品在歐美應進入人們的日常生活中。有資料表明，在歐洲，玉米鉆心蟲每年要毀壞4000萬噸玉米，占世界玉米總產量的7%，但是如果把分離出來的抗鉆心蟲基因植入玉米中去，就可培育出抗蟲害的玉米，這種玉米就是轉基因食品。
二、現代技術發展引發的倫理問題
（一）關于克隆人的爭議。從“多莉”羊的克隆成功，待幾年來其他克隆動物的嘗試，克隆技術正不斷發展。目前科學界把對人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆。科學界和倫理界對治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人則遭到很大的抵制。克隆人給倫理道德方面帶來了巨大的沖擊，對現有的社會關系、家庭結構造成了巨大的沖擊。另外，克隆人的身份難以認定，使人倫關系發生模糊、混亂乃至顛倒，進而沖擊傳統的家庭觀以及權利與義務觀。
（二）胚盤干細胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術的，而卵子與胚盤在一些不同的國家和宗教界被視為是生命的起源，與活著的嬰兒沒有什么不同，所以在許多國家是被嚴格禁止的。堅持認為可以用人類胚胎做實驗的人認為：1、早期胚胎僅是一團細胞，尚難稱其為人的一條生命，從胚泡內細胞培養成人的胚胎干細胞，并沒有殺死細胞，只是改變細胞的命運；2、培養胚盤干細胞是用于治療現在還無法治愈的組織壞死性疾病，讓病人恢復健康，是合乎人類倫理道德。
（三）轉基因食品的潛在危險。對轉基因食品發展有兩種態度：支持者極力宣傳其帶給人類充足的糧食和新型抗病蟲策略；反對者則強調人為地用基因技術改變神武，會給人體健康和環境帶來危害。基因表達調控是個復雜的生命現象。目前，人類對基因的活動實施了解還不夠透徹，還沒有十足的把握控制基因中組后的結果。1993年英國的一份報告列出了一些人們對于轉基因食品應用的來努力方面的主要擔憂：1、人類基因轉入食品動物，如將人類基因因子與凝血的蛋白質的基因轉入綿羊中；2、某些宗教團體禁止食用的動物基因轉入他們通常食用的動物中，這可能觸怒猶太人和穆斯林，列入將豬的基因轉入綿羊；3、動物基因轉入植物中，可能會引起一些素食者的特別關注。
三、現代生物技術發展存在的倫理問題對策
現代生物技術的飛速發展，引發諸多倫理問題，發人深思。為了促進生物技術的和諧發展，應采取相應對策和措施。科學預言，21世紀是生物技術發展的黃金時期，全國普及大眾倫理學知識尤為重要，設置倫理學咨詢機構，利用各種媒體宣傳倫理學知識，增強大眾的倫理學意識，提高全民族的整體倫理水平。同時，我們還應改變傳統倫理觀念，發展中國特色的生命倫理學。總體上，生命倫理學應和國際生命倫理學保持一致，但又要保持中國的特色。另外，培養生命倫理專業人才，解決人才匱乏的局面。生命倫理學的發展任道重遠，生命倫理學人才匱乏問題需要解決，設置生命倫理學專業，加快專業人才培養規模勢在必行，特別應注重研究生、博士生的培養。
四、結語
現代生物技術的高速發展再給人類和社會帶來積極影響的同時，必然會出現各種各樣的問題。其中，導致的倫理問題尤其受人們的重視。我們應該正確看待這些問題的發生，并應用學習的科學知識盡力將其引導到好的方面發展。因此，我們任道而重遠，希望通過我們的努力使現代生物技術應用給人類帶來更多的實惠。
現代生物技術論文:現代生物技術倫理價值沖突的哲學思考
對科學和技術做整體評價，簡單地斷言它是天使或者魔鬼，都容易陷入某種片面性。對于不同境遇下具有不同需要的主體而言，科學和技術具有不同的價值和意義。對于科學和技術研發、運用的具體問題研究，無疑會豐富和加深我們對于科學和技術的理解。以下對現代生物技術倫理價值沖突的哲學思考，就是這種具體問題的分析。
現代生物技術，不論是異種移植、基因技術還是生命克隆，可能引發各種各樣的倫理問題。這些倫理問題的形成可以歸結為現代生物技術操作的幾個基本特征，這就是現代生物技術對自然秩序的入侵，個體的要求與社會平衡間的沖突，人的“非人化”或說是人成為機器，人性的技術化所致的人的身心二元論的消解。
一、現代生物技術，特別是人類基因組計劃的初步完成，標志著人類歷史由認識客體、改造客體的時代轉向認識主體、改造主體的新時代。 對于主體的改造不同于對客體的改造，他所引起的社會、倫理問題不再是技術應用之后的間接的漸進表現，而是現代生物技術的具體研究就直接關涉尖銳的社會倫理價值觀念沖突、社會沖突。按照基督教的創世說，人是上帝的造物，分享著神的靈性。但是，隨著技術的每一進步，首先是自然的“祛魅”，而后是上帝的廢黜，“上帝死了”；而今，該輪到人了。人類是大自然的自然進化結果，現在我們要對這自然之果進行人為的基因改造，這實際上是斬斷了人的自然進化之根。基因技術是否是上帝為人類創造的第二個禁果？如果說及時個禁果是“智慧之果”，那么，這第二個禁果又意味著什么呢？
二、基因技術的應用，更多的是為了彌補個體缺陷，追求個人的，但由此引發社會問題，社會的完善經受考驗。我們有理由申辯，個體缺陷的彌補就是對于人類的提高；但是，問題在于人類基因的只能算是人類的生物性，并不一定意味著人類的社會性，也不意味著人類幸福水平的一定提高。隨著人們對于基因的逐漸認識，基因技術水平的不斷提高，人們不斷找到人的性格、行為背后的基因原因，犯罪、暴力、強奸似乎都有一定的基因根據，好像一切“都是基因惹的禍”。基因工程、克隆技術似乎可以成為人們解決一切問題的最終有效辦法，人們的家庭觀、人生觀、價值觀、世界觀及其以往的社會規范、生存法則都受到從未有過的強烈沖擊，人們曾為之努力、奮斗的信念、理想都不再像以往那樣激動人心。在奧林匹克運動中，違禁藥物的服用被認為是一種違背奧林匹克精神的丑惡行為，隨著基因技術的發展，今后的奧林匹克運動會是不是還要做運動員的基因檢測，到底什么人（具有怎樣的基因的人）可以、有資格參加奧林匹克運動會；是不是沒有基因限制，所有的人包括克隆人都能夠在賽場上“公平”的競爭呢？現在我們有萬眾注目的世界杯比賽，有機器人足球比賽，那么，克隆人參加哪一個運動會合適呢？根據不同科學家的不同算法，一般認為借助基因技術人類壽命在最近幾十年里，有望達到120歲或者更多。長壽是我們的夢想，但人類壽命的迅速大幅度提高確實帶來一定的社會問題，甚至可以說是社會災難。個體過長的壽命會延緩類的進化，會造成社會發展的相對停滯。“個體過于長壽會帶來人滿為患的威脅和上下幾代人之間的對立，為爭奪有限的資源和空間，上下幾代人之間可能進行大量的畸形競爭。”（[1]，p.45）
三、人的“非人化”或說是人成為機器，必須引起我們的高度警醒。如果說拉美特里在18世紀只是把人類比為機器，那現代技術則可以把人實際改造成為機器。什么是人？人既是生物實體，又是精神載體；既具有自然屬性，又具有社會屬性；人是軀體與大腦的統一，是體、理、情三者的統一，是自然、社會與思維三大領域的結合部。如果我們用技術手段破壞了人的上述這些本質特征，那就是使人“非人化”。也有的學者不把這看作是人的“非人化”，而是看作人的進化的新形式。丁長青指出：“機器體系在有機化、人格化的過程中，不僅獲得了生命的基本特征和進化能力，而且遠遠超過了人類本體進化的速度和程度，這就是以工具為代表的科學技術所開辟的人類體外進化之路。”([2],p.22)隨著人的體外進化的不斷加速，人不斷感受到來自于自身創造的人工自然的壓迫、威脅，人必須優化自身本體。從起初的保胎與胎教、醫療和手術、人工授精與試管嬰兒到現代的基因工程、克隆技術都是人優化自身的手段，也是人的本體進化的形式。丁長青把人的自身優化看作是對于人的體外進化的抗衡，看作是人的進化形式的協調統一。現代技術對于人體自身的改造到底是人的進化的新形式，還是人的“非人化”，這只能是以人的本質為標準。人的本質不但具有變異性，同時也有相當的穩定性，體、理、情的統一是人類的本質特征，是不能割裂的。
四、基因科技導致人的身心二元論的消解。林德宏先生指出，人是物質精神的統一體，具有物質精神二象性。([3],pp.4-6)“對基因科技來說，一方面它實際能夠干預的只是人的自然體，而這卻是人的主觀能動性的表現；另一方面，它干預的對象又是人的整體本質及主觀性的自然基礎。”“如同在人的身心關系中，心常常把身作為奴隸來實現許多與身無關的愿望并為害于身，科技也開始把人性作為支配的對象，并必然使人性物化、分化和異化。”([4],p.25)基因技術的濫用使人身歸附于人心，人的心身二元對立被消解了，人的本質上的統一性與完整性被破壞了。對于人身的基因操作，既是人的自由發揮，同時也是技術理性的張揚、瘋狂。基因技術的濫用應當說只是人性的技術消解的及時步，當人的意識控制技術進一步提高，人的主觀精神也實現了技術操控時，人的身心兩方面就消融在技術理性之中，真正的人也就將不復存在。
五、從生命倫理學到生命哲學，從更高的層次感悟生命。生命倫理學(bioethics)誕生于二十世紀50、60年代。生命倫理學是用倫理學方法，在跨學科和文化的條件下，對生命科學和醫療保健的倫理緯度，包括道德見解、決定、行動、政策，進行系統研究。生命倫理學重在探究行動的規范：應該做什么、不應該做什么和應該如何做。生命倫理學經常采用的是道義論和后果論兩種理論方法，但都存在著一定的問題。([5],pp.31-33)道義論的問題是：(1)處于倫理推理頂端的原則從哪里來？如何得到辯護？（2）每一個病人都處于特殊的情景下，臨床原則不可能從原則演繹出來，而必須在特殊情景下權衡有關方面不同的價值和利益。后果論的問題是：（1）不同的后果間難以比較、取舍，特別是對于不同文化背景、價值取向的人來說，更是如此。（2）固守后果論原則，會帶來某些讓人難以接受的后果。我們能否接受讓一個智商很低但身體健康的人移植器官給五位對社會有重大貢獻而器官衰竭的精英呢？顯然不能，因為人只能用作目的，而不是手段，這就是道義論的解釋。后果論對付這一反例的辦法是，后果不僅是衡量某一具體行動的后果，而是同時衡量堅持或破壞某一倫理原則的后果。在這里我們看到了道義論與后果論的相互糾纏，不能夠截然分開。判斷某一行動是否道德，要在具體的情景之下對道義論與后果論作靈活的運用。正是在道義論和后果論的基本原理基礎上，形成了生命倫理學的基本原則：不傷害(non-maleficence) 、有利（beneficence）、尊重（respect）和公正（justice）。現代生命技術是偉大的力量，有時又是可怕的力量。生命倫理學以及有關的政策和法律都是對這種力量的社會控制，但這種社會控制應該與發展自由的、創造性的科學研究相平衡，促進現代技術的人性化發展。
從倫理學的范圍考察生命技術，主要討論的是現代生命技術的利弊，應不應該以及如何發展現代生命技術。但是生命倫理學的倫理規范的哲學依據只有在生命哲學的層次上才能得到更為廣泛和深刻的論證。生命哲學作為一種哲學流派產生于19世紀末20世紀初，特別是柏格森的生命哲學，其產生就是為了維護和防止人的自由意志被機械決定論所剝奪。柏格森認為機械論和目的論有同樣的缺點：都以為世界上沒有根本新的事物。機械論把未來看成蘊涵在過去當中，而目的論既然認為要達到的目的是事先能夠知道的，所以否定結果中包含著任何根本新的事物。“柏格森雖然對目的論比對機械論要同情，他的見解跟這兩種見解都相反，他主張進化如同藝術家的作品，是真正創造性的。”([6],p.348)柏格森指出，意識試圖組織物質，使之作自由的工具，這樣，它乃墜如陷阱：自動性和必然性尾隨于自由之后，自由終于被窒息。只有在人那里，鏈條被打斷，人的頭腦能夠以另一種習慣對抗任何一種已經形成的習慣，使必然性和必然性作斗爭。如果我們的行動出自我們整個人格，是那人格的表現，我們則是自由的；因此，真正的自由行動在我們的生活中是罕見的。終極的人生之道是一切人在任一時刻都能同樣實行的創造，是靠自己對自己的創造，是人格的不斷豐富，這種豐富不靠人格從外界提取的因素，卻依賴它促使產生于自身的因素。([7],pp.632-633)我們在柏格森的生命哲學里可以看到，他對于生命的意志、人的自由、進化的創造的謳歌，對于依賴完整人格打破理性統治所寄予的厚望。探索基因時代生命的意義以及引導人們追求精神的崇高性、創造性，是現代生命哲學的中心觀點。面向基因技術的現代生命哲學的主要內容有：首先，針對現代生物技術引發的一系列人生困惑，確定如何對待人的本質、人的尊嚴、人生的意義等生命哲學問題。其次，要深入挖掘傳統生命哲學（如狄爾泰、柏格森等）的有益成分。第三，探索建立精神科學的可能性。
現代生物技術論文:現代生物技術制藥研究及展望
生物技術藥物(biotech drugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學、醫學、藥學的先進技術為一體，以組合化學、藥學基因（功能抗原學、生物信息學等高技術為依托，以分子遺傳學、分子生物、生物物理等基礎學科的突破為后盾形成的產業。現在，世界生物制藥技術的產業化已進入投資收獲期，生物技術藥品已應用和滲透到醫藥、保健食品和日化產品等各個領域，尤其在新藥研究、開發、生產和改造傳統制藥工業中得到日益廣泛的應用，生物制藥產業已成為最活躍、進展最快的產業之一。 有些學者認為，20世紀的科學技術是以物理學和化學的成就占主導地位，而21世紀的科學技術是以生物學的成就占主導地位。無論這種說法是否得到普遍的認同，生物技術是當今高技術中發展最快的領域似乎是不爭的事實。 科學家預測，生命科學到2015年會取得革命性進展。這些進展可以幫助人類解決很多目前無法醫治的疾病的治療問題，徹底消除營養不良，改善食品的生產方式，消除各種污染，延長人類壽命，提高生命質量，為社會安全和刑偵提供新的手段。有些成果還可以幫助人類加速植物和動物的人工進化以及改善生態環境對人類的影響等。產生新的有機生命的研究也會取得進展。
1.生物制藥現狀
目前生物制藥主要集中在以下幾個方向：
1 腫瘤 在全世界腫瘤死亡率居首位，美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應用基因工程抗體抑制腫瘤，應用導向il-2受體的融合毒素治療ctcl腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤(如應用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)。基質金屬蛋白酶抑制劑(tnmps)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。
2 神經退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療，胰島素生長因子rhigf-1已進入ⅲ期臨床。神經生長因子(ngf)和bdnf(腦源神經營養因子)用于治療末稍神經炎，肌萎縮硬化癥，均已進入ⅲ期臨床。
美國每年有中風患者60萬，死于中風的人數達15萬。中風癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，cerestal已證明對中風患者的腦力能有明顯改善和穩定作用，現已進入ⅲ期臨床。genentech的溶栓活性酶(activase重組tpa)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。
3 自身免疫性疾病 許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡等。風濕性關節炎患者多于4000萬，每年醫療費達上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。如 genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白e用于治療哮喘，已進入ⅱ期臨床;cetor′s公司研制一種tnf-α抗體用于治療風濕性關節炎，有效率達80%。chiron公司的β-干擾素用于治療多發性硬化病。還有的公司在應用基因療法治療糖尿病，如將胰島素基因導入患者的皮膚細胞，再將細胞注入人體，使工程細胞產生全程胰島素供應。
4 冠心病 美國有100萬人死于冠心病，每年治療費用高于1 170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業的重要增長點。centocor′s reopro公司應用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復心臟功能取得成功，這標志著一種新型冠心病治療藥物的延生。
基因組科學的建立與基因操作技術的日益成熟，使基因治療與基因測序技術的商業化成為可能，正在達到未來治療學的新高度。轉基因技術用于構造轉基因植物和轉基因動物，已逐漸進入產業階段，用轉基因綿羊生產蛋白酶抑制劑att，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進入ⅱ，ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉基因動、植物將成為未來制藥工業的另一個重要發展領域。
2.生物制藥展望
今后10年生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。目前熱門的藥物生物技術如下：
生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。
除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。
除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。
各種新技術的出現有助于新藥物的開發。計算機模擬和分子圖像處理技術(例如原子力顯微鏡、質量分光儀和掃描探測顯微鏡)相結合可以繼續提高設計具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。例如，美國食品藥物管理局(fda)在藥物審批的過程中利用dennis noble的虛擬心臟模擬系統了解心臟藥物的機理和臨床試驗觀測結果的意義。這種方法到2015年可能會成為心臟等系統臨床藥物試驗的主流方法，而復雜系統(例如大腦)的藥物臨床試驗需要對這些系統的功能和生物學進行更為深入的研究。
到下世紀初生物技術藥物的種類數目尚不會超過一般藥物的總數，但生物技術制藥公司總數將超過前10年的6倍。目前主要生物技術公司多分布在美國，如amgen,genetics institute,genzyme,genentech和chiron，還有biogen也發展較快。1987年尚沒有一種重組dna藥物進入世界藥品銷售額排名前列表，但到1996年已有多種生物工程藥物榜上有名。經上市的生物技術藥物主要含3大類，即重組治療蛋白質、重組疫苗和診斷或治療用的單克隆抗體。
藥物的研究開發成本目前已經高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會迫使醫藥工業對技術的進步進行巨大的投資，以增強醫藥工業的長期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現型的定制藥物開發、化學模擬程序和工程程序以及藥物試驗模擬等技術已經使藥物開發從嘗試型方法轉變為定制型開發，即根據服藥群體對藥物反應的深入了解會設計、試驗和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗中被少數患者排斥但有可能被多數患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場、使藥物更加適合適用對癥群體的需要。如果這種技術趨于成熟，可以對制藥工業和健康保險業產生重大影響。
值得注意的是，制藥工業的知識產權保護在世界各地是不平衡的。某些地區(例如亞洲)會繼續以生產專利過期藥物為主，有些地區(如美國和歐洲)除了繼續生產低利潤的藥物外會不斷開發新的藥物。
總之，綜合多學科的努力，通過新技術的創立可以大大拓寬發明新藥的空間，增加發明新藥的機遇與速度。因為這些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發現更多新的先導物化學實體，從而為發明新藥提供更加廣闊的前景。
